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REVISTA DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO, VOL. 5, NO. 2, OUTUBRO DE 2015
Análise do Desempenho de Heurı́sticas de
Utilização de Regeneradores Eletrônicos em Redes
Ópticas Elásticas Translúcidas
Matheus de Araújo Cavalcante∗ , Helder Alves Pereira∗ ,
Daniel Augusto Ribeiro Chaves† e Raul Camelo Andrade de Almeida Júnior
‡
∗ Grupo
de Pesquisa em Radiometria, Departamento de Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e
Informática, Universidade Federal de Campina Grande — UFCG, Campina Grande, Paraı́ba, Brasil
† Escola
‡ Grupo
Politécnica de Pernambuco, Universidade de Pernambuco — UPE, Recife, Pernambuco, Brasil
de Fotônica, Departamento de Eletrônica e Sistemas, Centro de Tecnologia e Geociências, Universidade
Federal de Pernambuco — UFPE, Recife, Pernambuco, Brasil
E-mail: [email protected]
Resumo— Neste artigo, analisa-se o desempenho de três
topologias diferentes, em termos da probabilidade de bloqueio
de requisição, sob dois cenários importantes: 1) em função do
número de regeneradores presentes por nó, considerando duas
heurı́sticas de utilização de regeneradores presentes na literatura,
e 2) em função da carga da rede para diferentes configurações
de nós com capacidade de realizar regeneração eletrônica.
Para isso, são considerados: o ruı́do de emissão espontânea
amplificada, as perdas e os ganhos associados à propagação do
sinal óptico, três formatos de modulação (4, 16 e 64-QAM) e
cinco valores de taxa de transmissão de bit (10, 40, 100, 160 e
400 Erlang). Os parâmetros utilizados para o primeiro cenário
envolvem quatro pontos de simulação, sendo: um totalmente
e três parcialmente transparentes. No segundo caso, utiliza-se
um algoritmo de alocação de nós translúcidos para verificar o
impacto das heurı́sticas de utilização de regeneradores em dois
pontos de simulação: 1) quando possuem o mesmo número de
regeneradores por nó e 2) quando possuem um número elevado
de regeneradores por nó. Os resultados obtidos indicam que: 1)
as heurı́sticas ora favorecem uma maior utilização do espectro de
frequência, resultando na utilização de formatos de modulação
menos eficientes em termos espectrais, ora um número maior
de regeneradores, impactando no custo total da rede. À medida
que o ruı́do se torna impactante, torna-se praticamente similar
o desempenho entre as duas heurı́sticas analisadas; 2) quanto
maior a capacidade translúcida da rede e um número maior de
regeneradores por nó, melhor o desempenho da heurı́stica que
favorece a utilização de formatos de modulação mais eficientes
do ponto de vista espectral.
Palavras-chave— Algoritmos de Alocação de Regeneradores,
Algoritmos de Utilização de Regeneradores, Emissão Espontânea
Amplificada, Redes Ópticas Elásticas Translúcidas, Regeneradores Eletrônicos, Relação Sinal-Ruı́do Óptica.
I. I NTRODUÇ ÃO
plicações que utilizam o espectro de frequência de
forma variável, tais como: televisão via IP, vı́deo sob
demanda e troca de arquivos em nuvem (cloud), tornam-se
interessantes para transmissões em redes ópticas elásticas ao
invés das redes ópticas que utilizam multiplexação por divisão
A
Artigo recebido em X de agosto de 2015. Artigo aceito em Y de
DEFINIR de 2015
em comprimento de onda (WDM – Wavelength Division
Multiplexing). Isso porque as redes WDM apresentam inconvenientes, tais como: largura de banda fixa e baixa granularidade,
enquanto que as redes ópticas elásticas têm sido propostas
como uma estratégia para utilização eficiente da largura de
banda disponı́vel na fibra óptica [1].
Sob o ponto de vista da capacidade dos nós intermediários
realizarem regeneração eletrônica no sinal óptico propagante,
as redes ópticas podem ser classificadas como opacas, transparentes ou translúcidas [2]. Nas opacas, o sinal óptico é
regenerado em todos os nós intermediários e esses recursos são
ilimitados. Nas transparentes, o sinal óptico não sofre nenhuma
regeneração nos nós intermediários. Nas translúcidas, apenas
alguns nós da rede realizam a regeneração do sinal e o número
de recursos disponı́veis para isso é limitado [2].
Em redes ópticas translúcidas, existem duas etapas importantes referentes aos regeneradores eletrônicos: 1) decidir em
quais nós colocar esses recursos, bem como suas respectivas
quantidades, e 2) como utilizar o recurso de regeneração,
uma vez disponibilizado no nó intermediário em análise. A
primeira situação é conhecida na literatura como alocação de
regeneradores (RP – Regenerator Placement) enquanto que a
segunda como utilização de regeneradores (RA – Regenerator
Assignment) [3].
Neste artigo, analisa-se o desempenho de três topologias diferentes, em termos da probabilidade de bloqueio
de requisição, sob dois cenários importantes: 1) em função
do número de regeneradores presentes por nó, considerando
duas heurı́sticas de utilização de regeneradores presentes na
literatura, e 2) em função da carga da rede para diferentes
configurações de nós com capacidade de realizar regeneração
eletrônica no sinal óptico propagante. Para isso, são considerados: o ruı́do de emissão espontânea amplificada, as perdas
e os ganhos associados à propagação do sinal óptico, três
formatos de modulação (4, 16 e 64-QAM) e cinco valores
de taxa de transmissão de bit (10, 40, 100, 160 e 400 Erlang).
Os parâmetros utilizados para o primeiro cenário envolvem
quatro pontos de simulação, sendo: um totalmente e três
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REVISTA DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO, VOL. 5, NO. 2, OUTUBRO DE 2015
11
385 km
13
14
1128 km
10
(a) Topologia NSFNet.
Osl
623 km
Gla
m
m
Bud
m
474 km
Vie 400
k
551
m
7k
Lys
Beg
km
Zag
Mil
720 k
78
Bcn
3k
m
m
km
796
760 km
4k
32
4k
819 km
668 km
Prg
53
Zrh
k
507
Waw
Muc
1209 km
4k
Bod
m
522 km
59
m
0k
km
m
3k
39
Par
775 km
42
757 km
km
m
km
Sxb
600 km
7k
74
540 km
km
m
Mad
456
271
km
474
9k
m
25
0k
m
m
Fra
Bru
51
1123
km
69
540
km
Ber
Ams
km
381
592 km
218 km
46
67
Ham
552 km
376
2k
10
Cph
Lon
83
Sto
722 km
4k
m
1500 km
Ath
Rom
(b) Topologia Europeia.
21
km
m
0k
km
120
km
m
850 km
17
18
900 km
0k
km
22
60
23
900 km
0 km
m
1000
800
km
800
30
850
1000 km
0 km
100
1100
650 km
m
80
1100 km
km
14
700 km
900
1200 km
8
20
km
16
13
0k
90
4
1000
km
1300 km
950 km
85
m
800 k
00
km
km
m
m
0k
12
km
15
12
00
10
0k
m
0k
5
115
km
1000 km
9
10
1000 km
7
km
km
1
1200 km
1000 km
1000
0
40
1300
900
6
2
250
11
1900 km
km
0k
00
950 km
3
19
2600 km
10
1
80
24
(c) Topologia US Backbone.
Figura 1: Topologias utilizadas nas simulaç ões. As distâncias
entre os enlaces estão em quilômetros.
Tx
SSS
Gx , Lx , Nx
SSS
As topologias consideradas nas simulações estão ilustradas
na Figura 1. A Figura 1(a) ilustra a topologia NSFNet [5], a
Figura 1(b) a topologia Europeia [6] e a Figura 1(c) a topologia
US Backbone [7]. As distâncias entre os enlaces estão em
quilômetros.
A Figura 2 ilustra um enlace com os seguintes dispositivos:
transmissor óptico de largura de banda variável (Tx), elemento
de comutação de slots (SSS – Spectrum Selective Switch),
amplificador de potência (booster), fibra de transmissão em
conjunto com amplificadores de linha, pré-amplificador, elemento de comutação de slots e, por fim, o receptor de largura
1976 km
6
II. H EUR ÍSTICAS PARA U TILIZAÇ ÃO E A LOCAÇ ÃO DE
R EGENERADORES
III. C ONFIGURAÇ ÃO DOS C EN ÁRIOS DE S IMULAÇ ÃO
km
839
km
573 km
9 km
Dub
O algoritmo de RA é responsável pela forma com que os
recursos de regeneração eletrônica disponı́veis, ao longo de
um lightpath, são utilizados [2]. Os algoritmos de utilização
de regeneradores que privilegiam uma menor utilização dos
recursos de regeneração (FLR – First Longest Reach) e uma
maior eficiência do ponto de vista espectral (FNS – First
Narrowest Spectrum) foram propostos por Chaves et al. [3].
O FLR-RA se baseia na seleção de um número menor de
segmentos transparentes em um lightpath, utilizando menos
regeneradores, fazendo com que formatos de modulação com
menor eficiência espectral possam ser utilizados na admissão
das requisições. O FNS-RA se baseia na utilização do formato
de modulação com maior eficiência espectral, exigindo um
maior número de regeneradores, ocasionando no aumento do
custo de uma rede óptica elástica translúcida.
O algoritmo de alocação de regeneradores utilizado neste
trabalho se baseia na topologia fı́sica da rede e foi proposto por
Yang [4] para redes ópticas WDM. É denominado de grau prioritário do nó (NDF – Node Degree First), organizando todos
os nós em ordem descrescente, segundo seu respectivo grau
de conectividade, e selecionando os X nós mais conectados
para prover regeneração eletrônica e atribuindo um conjunto
de R regeneradores eletrônicos para cada um deles.
5
204
451
9
71
km
3
7
1450
m
o sinal óptico propagante, também realizam a operação de
4
706 km
8
8 km
24
6k
m
km
36
683 km
2k
732 km
12
m
6k
36
2838 km
m
11
9k
1 17
0
conversão do formato de modulação do conjunto de intervalos
de frequência (slots) requisitados. O artigo está organizado da
seguinte forma: na Seção II, as duas heurı́sticas para utilização
de regeneradores, ao longo de um caminho óptico (lightpath),
são apresentadas, bem como o algoritmo de alocação de regeneradores utilizado. Na Seção III, as topologias, os parâmetros
e os cenários utilizados nas simulações são descritos. Na
Seção IV, os resultados obtidos são analisados e, por fim, na
Seção V, as conclusões são apresentadas.
m
6k
59
m
9k
78
9 km
234
2
95
parcialmente transparentes. No segundo caso, utiliza-se um
algoritmo de alocação de nós translúcidos para verificar o
impacto das heurı́sticas de utilização de regeneradores em dois
pontos de simulação: 1) quando possuem o mesmo número
de regeneradores por nó e 2) quando possuem um número
elevado de regeneradores por nó. Neste artigo, considerase que os regeneradores eletrônicos além de regenerarem
Rx
Figura 2: Configuração de um enlace óptico considerando a
arquitetura de nó Spectrum Switching.
10
REVISTA DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO, VOL. 5, NO. 2, OUTUBRO DE 2015
de banda variável (Rx), considerando a arquitetura de nó de
comutação espectral (Spectrum Switching) [8].
Os ganhos dos amplificadores são dimensionados de modo
a compensar as perdas do nó e do enlace, considerando que
o booster compensa exatamente a perda do SSS na saı́da do
nó transmissor. Cada amplificador de linha compensa um segmento de fibra óptica e o pré-amplificador compensa o último
segmento de fibra óptica em conjunto com a perda associada
ao SSS na entrada do nó receptor. Assume-se ainda que os
pedidos de requisição seguem uma distribuição Poissoniana,
enquanto que sua duração segue uma distribuição Exponencial.
A seleção do par fonte-destino, bem como a seleção da taxa
de transmissão de bit (r), para um dado pedido de requisição,
segue uma distribuição uniforme e o número de requisições
simuladas é baseado no número de 1000 bloqueios obtidos
para cada valor de carga da rede. Os valores dos parâmetros
utilizados nas simulações estão descritos na Tabela I.
Tabela I: Parâmetros utilizados nas simulações.
Parâmetro
Formatos de modulação
Taxas de transmissão de bit
Frequência central da banda
Largura de banda de referência
Largura de banda de um slot
Fator de ruı́do dos amplificadores
Perda nos elementos
de comutação de slots
Potência de entrada
Número de slots por enlace
Relação sinal-ruı́do óptica de entrada
Valor
4-QAM, 16-QAM
e 64-QAM
10, 40, 100,
160 e 400 Gbps
193, 4 THz
12, 5 GHz
12, 5 GHz
5 dB
5 dB
0 dBm
64
30 dB
Para um determinado pedido de requisição, o algoritmo
de seleção de rota, atribuições espectral e de formato de
modulação (RMSA – Routing, Modulation and Spectrum Assignment), deve ser utilizado para verificar se a requisição pode
ser estabelecida. O algoritmo RMSA, após selecionar uma
rota, verifica, por meio do algoritmo de atribuição espectral
de primeiro da lista (First Fit), se a requisição pode ser
estabelecida utilizando o formato de modulação que possui
maior eficiência espectral (neste trabalho, 64-QAM). Caso
não seja possı́vel atender ao pedido de estabelecimento da
requisição devido à falta de qualidade de transmissão (QoT
– Quality of Transmission) no nó destino, tenta-se utilizar o
próximo formato de modulação de maior eficiência espectral,
até que o último seja o 4-QAM. Se, para algum formato de
modulação, a QoT seja satisfeita, porém não seja possı́vel
estabelecer um conjunto contı́nuo, ou contı́guo, de slots, o
pedido de requisição é bloqueado.
A Figura 3 ilustra a existência de transparência, ou não,
na rede com base na relação sinal-ruı́do óptica de entrada (OSNRin – Input Optical Signal-to-Noise Ratio) em
função da distância entre os amplificadores de linha, considerando o algoritmo de Dijkstra, cuja função custo é a distância
fı́sica (SP – Shortest Path). Os sı́mbolos cheios representam
pontos de entrada de simulação que atendem ao critério de
QoT (totalmente transparente - Ponto P1 ), enquanto que os
sı́mbolos abertos representam pontos nos quais há pelo menos
um par de nós da rede para o qual não há uma rota, utilizando o
algoritmo SP, com QoT satisfatória (parcialmente transparente
- Pontos P2 , P3 e P4 ), considerando 4-QAM e 400 Gbps.
Para determinação dos pontos de simulação (P1 , P2 , P3 e P4 )
para cada topologia, foi utilizada a metodologia proposta por
Cavalcante et al. [9]. Para o ponto P1 , o diâmetro da rede é
totalmente transparente, ou seja, na maior rota encontrada pelo
algoritmo de Dijkstra, considerando a distância fı́sica como
custo, é possı́vel atender essa solicitação sem a utilização de
recursos de regeneração nos nós intermediários, utilizando o
formato de modulação menos eficiente, em termos de espectro
de frequência, com a maior taxa de transmissão de bit [9].
Para os outros três pontos (P2 , P3 e P4 ), o ruı́do ASE, gerado
pelos amplificadores ópticos, torna inviável a propagação do
sinal óptico sem a utilização dos regeneradores, fazendo com
que alguns lightpaths precisem ser regenerados em algum(ns)
nó(s) intermediário(s). Os valores das distâncias entre os
amplificadores de linha referentes aos pontos de simulação:
P1 , P2 , P3 e P4 , para cada uma das três topologias, estão
descritos na Tabela II.
Tabela II: Valores das distâncias entre os amplificadores de
linha referentes aos pontos de simulação utilizados para as
três topologias.
Topologia
NSFNet
Europeia
US backbone
P1 (km)
70
70
60
P2 (km)
80
80
70
P3 (km)
90
90
80
P4 (km)
100
100
90
IV. R ESULTADOS
No primeiro cenário considerado, assumiu-se que todos os
nós da rede possuem capacidade de regeneração eletrônica
e são equipados com a mesma quantidade de regeneradores. Cada regenerador tem sua capacidade limitada a
r = 100 Gbps. Desse modo, é possı́vel combiná-los para
se regenerar uma requisição que solicite um valor maior de
taxa de transmissão de bit.
A Figura 4 ilustra a probabilidade de bloqueio de requisição
em função do número de regeneradores por nó (R), considerando os pontos: P1 , P2 , P3 e P4 , simulados com os
dois algoritmos de RA (FLR-RA e FNS-RA) para a carga
de rede igual a 150 Erlang, considerando três topologias diferentes. Observa-se que, para todos os cenários de distância
entre amplificadores analisados, houve um ponto de cruzamento (Renc ), que representa a inversão entre os desempenhos
dos algoritmos de RA (FLR-RA e FNS-RA). Para um número
de regeneradores maior que esse número correspondente ao
ponto de cruzamento ( R > Renc ), o algoritmo FNS-RA
apresenta melhor desempenho do que o FLR-RA, ocorrendo
o inverso quando R < Renc . Isso porque o FNS-RA privilegia
a utilização do formato de modulação mais eficiente do ponto
de vista espectral (neste trabalho, 64-QAM), utilizando mais
recursos de regeneração disponı́veis. Observa-se também o
deslocamento de Renc com o aumento da distância entre os
amplificadores de linha. Isso pode ser entendido, por exemplo,
quando se compara P1 e P2 , pois, para P2 , cenário parcialmente transparente, nem todos os pares fonte-destino podem
REVISTA DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO, VOL. 5, NO. 2, OUTUBRO DE 2015
NSFNet, 400 Gbps, 4-QAM
40
OSNRin (dB)
38
36
34
32
30
P1
60
70
P2
80
P3
90
P4
100
110
120
Distância entre os Amplificadores de Linha (km)
(a) Topologia NSFNet.
Europeia, 400 Gbps, 4-QAM
40
OSNRin (dB)
38
36
34
32
30
P1
60
70
P2
80
P3
90
P4
100
110
120
Distância entre os Amplificadores de Linha (km)
(b) Topologia Europeia.
US Backbone, 400 Gbps, 4-QAM
40
OSNRin (dB)
38
36
34
32
30
P1
60
P2
70
P3
80
P4
90
100
110
120
Distância entre os Amplificadores de Linha (km)
(c) Topologia US Backbone.
Figura 3: Relação sinal-ruı́do óptica de entrada em função
da distância entre os amplificadores de linha, considerando o
algoritmo SP. Os sı́mbolos cheios representam pontos de entrada de simulação que atendem ao critério de QoT (totalmente
transparente - Ponto P1 ), enquanto que os sı́mbolos abertos
não atendem ao critério de QoT (parcialmente transparente Pontos P2 , P3 e P4 ), considerando 4-QAM e 400 Gbps.
11
ser estabelecidos de forma transparente, devido ao fato de
que o ruı́do ASE se torna impactante para a admissão das
requisições solicitadas pela rede. Dessa forma, utiliza-se um
número maior de regeneradores por nó para se atingir um
patamar próximo ao obtido para o ponto P1 com os dois algoritmos de RA. Para os pontos P3 e P4 , um número maior de
pares fonte-destino se tornam inviáveis para estabelecimento
das requisições. Desse modo, mesmo entre alguns nós com
capacidade de regeneração, talvez se torne impossı́vel que o
sinal óptico propagante possua um nı́vel de QoT aceitável entre
eles. O patamar da probabilidade de bloqueio de requisição e
o ponto onde os dois algoritmos de RA utilizam o mesmo
número de regeneradores aumentam à medida que a distância
entre os amplificadores de linha também aumenta, diminuindo,
dessa forma, a diferença de desempenho entre os algoritmos
FLR-RA e FNS-RA. Observa-se que, mesmo quando R → ∞,
ponto em que não haveria falta de regeneradores eletrônicos,
e, portanto, o sinal poderia ser constantemente regenerado, o
desempenho dos algoritmos FLR-RA e FNS-RA, para diversas
distâncias entre os amplificadores de linha, não converge para
um valor comum. Isso ocorre porque é possı́vel que alguma
requisição com um determinado valor de taxa de transmissão
de bit não consiga mais trafegar por um enlace com o formato
de modulação mais eficiente do ponto de vista espectral, o que
requer o uso de um formato de modulação menos eficiente, que
exige uma largura espectral maior. Consequentemente, isso
exige uma maior ocupação da rede, resultando em uma maior
probabilidade de bloqueio de requisição.
No segundo cenário, analisam-se dois pontos de simulação:
1) o ponto de cruzamento referente aos dois algoritmos
de RA (FLR-RA e FNS-RA) em P4 e 2) o ponto de
simulação onde existe uma quantidade maior de regeneradores (R = 100) para as três topologias. O primeiro
ponto (P4 ) foi escolhido porque representa a situação em que
a rede está mais prejudicada pelo acúmulo de ruı́do ASE
dentre os pontos de simulação disponı́veis para simulação (P1 ,
P2 e P3 ). O segundo ponto foi escolhido porque representa
um cenário favorável à utilização de recursos de regeneração
eletrônica, tanto para conversão de formato de modulação
quanto adequação do sinal óptico propagante ao critério de
qualidade de transmissão exigido. Para isso, utilizou-se o algoritmo de alocação de regeneradores (NDF) de modo a simular
diferentes cenários de redes ópticas elásticas translúcidas:
25 %, 50 % e 75 % dos nós possuindo capacidade de realizar
regeneração eletrônica do sinal óptico propagante, incluindo
ainda os seguintes casos: nenhum nó possui capacidade de
realizar regeneração (0 %) e todos os nós possuem capacidade
de realizar regeneração (100 %). De acordo com a Figura 4(a),
para a topologia NSFNet, tem-se que Renc = 30. Conforme
visto na Figura 4(b), para a topologia Europeia, tem-se que
Renc = 38. Por fim, para a topologia US backbone, tem-se
que Renc = 44, conforme ilustrado na Figura 4(c).
A figura 5 ilustra a probabilidade de bloqueio de requisição
em função da carga da rede, utilizando os dois algoritmos de
RA (FLR-RA e FNS-RA), considerando diferentes cenários:
0 %, 25 %, 50 %, 75 % e 100 % dos nós da rede com capacidade de realizar regeneração, alocados por meio do algoritmo
de alocação de regeneradores denominado de NDF [4]. Para
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
12
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NSFNet
0.2
0.1
0.01
0.001
20
0
40
60
80
100
Número de Regeneradores por Nó
FLR-RA, P1
FNS-RA, P1
FLR-RA, P2
FNS-RA, P2
FLR-RA, P3
FNS-RA, P3
FLR-RA, P4
FNS-RA, P4
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
(a) Topologia NSFNet.
Europeia
0.1
0.01
V. C ONCLUS ÕES
0.001
0.0001
0
20
40
60
80
100
Número de Regeneradores por Nó
FLR-RA, P1
FNS-RA, P1
FLR-RA, P2
FNS-RA, P2
FLR-RA, P3
FNS-RA, P3
FLR-RA, P4
FNS-RA, P4
(b) Topologia Europeia.
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
desempenho para as três topologias. Isso porque nenhuma das
estratégias tem a possibilidade de utilizar regeneradores para
melhorar o desempenho da rede em termos de probabilidade
de bloqueio de requisição. A partir do cenário translúcido
com 25 % dos nós com capacidade de realizar regeneração
do sinal óptico propagante, o algoritmo FNS-RA apresenta
desempenho um pouco melhor com relação ao FLR-RA. Esse
desempenho se verifica também nos outros cenários (50 %,
75 % e 100 %). No entanto, para o cenário em que se analisa
o ponto de cruzamento entre os dois algoritmos de RA para
as três topologias, essa diferença de desempenho entre eles
é pequena. Em um cenário mais favorável à utilização de
recursos de regeneração eletrônica (R = 100), a utilização
do algoritmo FNS-RA se torna mais impactante em termos de
desempenho do que o algoritmo FLR-RA. Como o FNS-RA
privilegia o uso de formatos de modulação mais eficientes do
ponto de vista espectral, ocorre uma compactação do espectro
de frequência de modo que se pode alocar um número maior
de requisições em comparação com o algoritmo FLR-SA.
US Backbone
0.2
0.1
0.01
0.001
0
20
40
60
80
100
Número de Regeneradores por Nó
FLR-RA, P1
FNS-RA, P1
FLR-RA, P2
FNS-RA, P2
FLR-RA, P3
FNS-RA, P3
Os algoritmos FLR-RA e FNS-RA apresentam desempenho
bem caracterı́sticos em termos da probabilidade de bloqueio de
requisição em uma rede óptica elástica translúcida. Conforme
descrito em [3], FLR-RA privilegia a estratégia do lightpath
com maior alcance transparente, normalmente acarretando no
uso do formato de modulação que demanda no maior número
de slots para o estabelecimento da requisição. O FNS-RA
privilegia a utilização do formato de modulação com menor
utilização de slots, resultando na necessidade de se usar mais
recursos de regeneração eletrônica ao longo do lightpath.
Quando se analisa cenários de simulação onde alguns pares de
nós fonte-destino já se tornam inviáveis para estabelecimento
da requisição, a diferença entre os dois algoritmos de RA se
torna desprezı́vel e os recursos de regeneração eletrônica não
têm mais condições de garantir um nı́vel de QoT aceitável até
o nó destino. Para diferentes cenários translúcidos, à medida
que se aumenta a quantidade de nós com capacidade de
regeneração e o número de regeneradores em cada um deles, o
algoritmo FNS-RA pode superar o desempenho do algoritmo
FLR-RA.
FLR-RA, P4
FNS-RA, P4
AGRADECIMENTOS
Os autores deste trabalho agradecem à FACEPE e ao CNPq
o apoio financeiro, e às universidades UFCG, UFPE e UPE o
apoio institucional.
(c) Topologia US Backbone.
Figura 4: Probabilidade de bloqueio de requisição em função
do número de regeneradores por nó (R), considerando os
pontos: P1 , P2 , P3 e P4 , simulados com os dois algoritmos
de RA (FLR-RA e FNS-RA) para a carga de rede igual a
150 Erlang, considerando três topologias diferentes.
o cenário transparente (0 % - nenhum recurso de regeneração
disponı́vel), ambos os algoritmos de RA apresentam o mesmo
R EFER ÊNCIAS
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13
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trans-parentes usando m´ultiplos formatos de modulac¸˜ao,” in XXXIII
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MG, Setem-bro 2015, pp. 1 – 5.
NSFNet, 30 Regeneradores por Nó
NSFNet, 100 Regeneradores por Nó
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
0.2
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
0%,
0%,
25%,
25%,
50%,
50%,
75%,
75%,
100%,
100%,
0%,
0%,
25%,
25%,
50%,
50%,
75%,
75%,
100%,
100%,
0.1
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
0.05
100
Carga da Rede (Erlangs)
Europeia, 38 Regeneradores por Nó
250
300
Europeia, 100 Regeneradores por Nó
0%,
0%,
25%,
25%,
50%,
50%,
75%,
75%,
100%,
100%,
0.1
0.01
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
0.001
0.2
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
0.2
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
200
(b) Carga da Rede, 100 Regeneradores, NSFNet.
(a) Carga da Rede, Ponto de Encontro.
0.0001
0%,
0%,
25%,
25%,
50%,
50%,
75%,
75%,
100%,
100%,
0.1
0.01
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
0.001
0.0001
100
150
200
250
300
100
Carga da Rede (Erlangs)
150
200
250
300
Carga da Rede (Erlangs)
(d) Carga da Rede, 100 Regeneradores, Europeia.
(c) Carga da Rede, Ponto de Encontro.
US Backbone, 100 Regeneradores por Nó
US Backbone, 44 Regeneradores por Nó
0%,
0%,
25%,
25%,
50%,
50%,
75%,
75%,
100%,
100%,
0.1
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
0.01
0.005
0.2
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
0.2
Probabilidade de Bloqueio de Requisição
150
Carga da Rede (Erlangs)
0%,
0%,
25%,
25%,
50%,
50%,
75%,
75%,
100%,
100%,
0.1
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
FLR-RA
FNS-RA
0.01
0.005
100
150
200
250
300
Carga da Rede (Erlangs)
(e) Carga da Rede, Ponto de Encontro.
100
150
200
250
300
Carga da Rede (Erlangs)
(f) Carga da Rede, 100 Regeneradores, US Backbone.
Figura 5: Probabilidade de bloqueio de requisição em função da carga da rede, utilizando os dois algoritmos de RA (FLRRA e FNS-RA), considerando diferentes cenários translúcidos: 0 %, 25 %, 50 %, 75 % e 100 % dos nós com capacidade de
regeneração eletrônica por meio do algoritmo de alocação de regeneradores denominado de NDF.